Nitrate de potassium - Potassium nitrate

Nitrate de potassium
Nitrate de potassium
Structure de nitrate de potassium.svg
Cellule-unité-de-nitrate-de-potassium-3D-vdW.png
Noms
Nom IUPAC
Nitrate de potassium
Autres noms
Salpêtre
Salpêtre
Nitrate de potasse
Identifiants
Modèle 3D ( JSmol )
ChEMBL
ChemSpider
Carte d'information de l'ECHA 100.028.926 Modifiez ceci sur Wikidata
Numéro CE
numéro E E252 (conservateurs)
KEGG
CID PubChem
Numéro RTECS
UNII
Numéro ONU 1486
  • InChI=1S/K.NO3/c;2-1(3)4/q+1;-1 ChèqueOui
    Clé : FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N ChèqueOui
  • InChI=1/K.NO3/c;2-1(3)4/q+1;-1
    Clé : FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYAM
  • [K+].[O-][N+]([O-])=O
Propriétés
KNO 3
Masse molaire 101,1032 g/mol
Apparence solide blanc
Odeur inodore
Densité 2,109 g / cm 3 (16 ° C)
Point de fusion 334 °C (633 °F; 607 K)
Point d'ébullition 400 °C (752 °F; 673 K) (se décompose)
133 g/1000 g d'eau (0 °C)
316 g/1000 g d'eau (20 °C)
383 g/1000 g d'eau (25 °C)
2439 g/1000 g d'eau (100 °C)
Solubilité légèrement soluble dans l' éthanol
soluble dans le glycérol , l' ammoniac
Basicité (p K b ) 15.3
−33,7·10 −6 cm 3 /mol
1,335, 1,5056, 1,5604
Structure
Orthorhombique , Aragonite
Thermochimie
95,06 J/molK
Std enthalpie de
formation
f H 298 )
-494,00 kJ/mol
Dangers
Principaux dangers Oxydant, nocif en cas d'ingestion, d'inhalation ou d'absorption par la peau. Provoque une irritation de la peau et du contour des yeux.
Fiche de données de sécurité Voir : page de données
ICSC 0184
Pictogrammes SGH GHS03 : Oxydant GHS07 : Nocif
H272 , H315 , H319 , H335
P102 , P210 , P220 , P221 , P280
NFPA 704 (diamant de feu)
point de rupture ininflammable (comburant)
Dose ou concentration létale (LD, LC) :
DL 50 ( dose médiane )
1901 mg/kg (oral, lapin)
3750 mg/kg (oral, rat)
Composés apparentés
Autres anions
Nitrite de potassium
Autres cations
Nitrate de lithium Nitrate de
sodium Nitrate de
rubidium Nitrate de
césium
Composés apparentés
Sulfate de
potassium Chlorure de potassium
Page de données supplémentaires
Indice de réfraction ( n ),
Constante diélectriquer ), etc.

Données thermodynamiques
Comportement des phases
solide-liquide-gaz
UV , IR , RMN , MS
Sauf indication contraire, les données sont données pour les matériaux dans leur état standard (à 25 °C [77 °F], 100 kPa).
??N vérifier  ( qu'est-ce que c'est   ?) ChèqueOui??N
Références de l'infobox

Le nitrate de potassium est un composé chimique avec la formule chimique K N O
3
. C'est un sel ionique d' ions potassium K + et d' ions nitrate NO 3 - , et est donc un nitrate de métal alcalin . Il se produit dans la nature sous forme de minéral, de nitre (ou de nitre au Royaume-Uni). C'est une source d' azote , et l'azote a été nommé d'après le nitre. Le nitrate de potassium est l'un des nombreux composés azotés collectivement appelés salpêtre (ou salpêtre en Amérique du Nord).

Les principales utilisations du nitrate de potassium sont les engrais , l' enlèvement des souches d'arbres , les propulseurs de fusée et les feux d'artifice . C'est l'un des constituants majeurs de la poudre à canon (poudre noire). Dans les viandes transformées , le nitrate de potassium réagit avec l' hémoglobine et la myoglobine générant une couleur rouge.

Propriétés

Le nitrate de potassium a une structure cristalline orthorhombique à température ambiante, qui se transforme en un système trigonal à 129 °C (264 °F).

Le nitrate de potassium est modérément soluble dans l'eau, mais sa solubilité augmente avec la température. La solution aqueuse est presque neutre, présentant un pH de 6,2 à 14 °C (57 °F) pour une solution à 10 % de poudre commerciale. Il est peu hygroscopique , absorbant environ 0,03 % d'eau dans 80 % d' humidité relative sur 50 jours. Il est insoluble dans l'alcool et n'est pas toxique; il peut réagir de manière explosive avec les agents réducteurs , mais il n'est pas explosif en soi.

Décomposition thermique

Entre 550-790 °C (1 022-1 454 °F), le nitrate de potassium atteint un équilibre dépendant de la température avec le nitrite de potassium :

2 KNO 3 2 KNO 2 + O 2

Histoire de la fabrication

De sources minérales

Dans l'Inde ancienne, les fabricants de salpêtre formaient la caste Nuniya. Le salpêtre est mentionné dans l' Arthashastra de Kautilya (compilé entre 300 avant JC et 300 après JC), qui mentionne l'utilisation de sa fumée toxique comme arme de guerre, bien que son utilisation pour la propulsion n'apparaisse qu'à l'époque médiévale.

Un procédé de purification du nitrate de potassium a été décrit en 1270 par le chimiste et ingénieur Hasan al-Rammah de la Syrie dans son livre al-Furusiyya wa al-Manasib al-Harbiyya ( Le Livre de Horsemanship militaire et Ingenious guerre Devices ). Dans ce livre, al-Rammah décrit d'abord la purification du barud (minéral salpêtre brut) en le faisant bouillir avec un minimum d'eau et en utilisant uniquement la solution chaude, puis l'utilisation de carbonate de potassium (sous forme de cendre de bois ) pour éliminer le calcium et le magnésium. par précipitation de leurs carbonates à partir de cette solution, laissant une solution de nitrate de potassium purifié, qui pouvait ensuite être séchée. Cela a été utilisé pour la fabrication de poudre à canon et d'engins explosifs. La terminologie utilisée par al-Rammah indiquait une origine chinoise pour les armes à poudre sur lesquelles il a écrit.

Au moins dès 1845, des gisements de nitratite ont été exploités au Chili et en Californie.

Des grottes

Une source naturelle majeure de nitrate de potassium était les dépôts qui se cristallisaient sur les parois des grottes et les accumulations de guano de chauve-souris dans les grottes. L'extraction est réalisée en immergeant le guano dans l'eau pendant une journée, en filtrant et en récoltant les cristaux dans l'eau filtrée. Traditionnellement, le guano était la source utilisée au Laos pour la fabrication de la poudre à canon des roquettes Bang Fai .

Le Conté

La discussion la plus exhaustive de la production de ce matériel est peut-être le texte de LeConte de 1862 . Il écrivait dans le but exprès d'augmenter la production dans les États confédérés pour subvenir à leurs besoins pendant la guerre de Sécession . Puisqu'il appelait à l'aide des communautés agricoles rurales, les descriptions et les instructions sont à la fois simples et explicites. Il détaille la "méthode française", ainsi que plusieurs variantes, ainsi qu'une "méthode suisse". NB De nombreuses références ont été faites à une méthode utilisant uniquement de la paille et de l'urine, mais une telle méthode n'existe pas dans ce travail.

méthode française

Turgot et Lavoisier créent la Régie des Poudres et Salpêtres quelques années avant la Révolution française . Les lits de nitration ont été préparés en mélangeant du fumier avec du mortier ou des cendres de bois, de la terre commune et des matières organiques telles que la paille pour donner de la porosité à un tas de compost généralement de 4 pieds (1,2 m) de haut, 6 pieds (1,8 m) de large et 15 pieds (4,6 m) de longueur. Le tas était généralement sous une couverture de pluie, maintenu humide avec de l' urine , retourné souvent pour accélérer la décomposition, puis finalement lessivé avec de l'eau après environ un an, pour éliminer le nitrate de calcium soluble qui était ensuite converti en nitrate de potassium par filtration sur potasse. .

Méthode suisse

LeConte décrit un processus utilisant uniquement de l'urine et non des excréments, s'y référant comme la méthode suisse . L'urine est collectée directement, dans un bac à sable sous une étable. Le sable lui-même est creusé et lessivé pour les nitrates qui ont ensuite été convertis en nitrate de potassium à l'aide de potasse, comme ci-dessus.

De l'acide nitrique

De 1903 jusqu'à l' époque de la Première Guerre mondiale , le nitrate de potassium pour la poudre noire et les engrais a été produit à l'échelle industrielle à partir d'acide nitrique produit à l'aide du procédé Birkeland-Eyde , qui utilisait un arc électrique pour oxyder l'azote de l'air. Pendant la Première Guerre mondiale, le procédé Haber nouvellement industrialisé (1913) a été combiné avec le procédé d'Ostwald après 1915, permettant à l'Allemagne de produire de l'acide nitrique pour la guerre après avoir été coupée de ses approvisionnements en nitrates de sodium minéraux du Chili (voir niratite ).

Production

Le nitrate de potassium peut être fabriqué en combinant du nitrate d'ammonium et de l'hydroxyde de potassium .

NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) → NH 3 (g) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)

Une autre façon de produire du nitrate de potassium sans sous-produit d'ammoniac consiste à combiner du nitrate d'ammonium, présent dans les blocs réfrigérants instantanés , et du chlorure de potassium , facilement obtenu comme substitut de sel sans sodium .

NH 4 NO 3 (aq) + KCl (aq) → NH 4 Cl (aq) + KNO 3 (aq)

Le nitrate de potassium peut également être produit en neutralisant l'acide nitrique avec de l'hydroxyde de potassium. Cette réaction est fortement exothermique.

KOH (aq) + HNO 3 → KNO 3 (aq) + H 2 O (l)

A l'échelle industrielle, il est préparé par la double réaction de déplacement entre le nitrate de sodium et le chlorure de potassium.

NaNO 3 (aq) + KCl (aq) → NaCl (aq) + KNO 3 (aq)

Les usages

Le nitrate de potassium a une grande variété d'utilisations, principalement comme source de nitrate.

Production d'acide nitrique

Historiquement, l'acide nitrique était produit en combinant de l'acide sulfurique avec des nitrates tels que le salpêtre. Dans les temps modernes, c'est l'inverse : les nitrates sont produits à partir de l'acide nitrique produit via le procédé d'Ostwald .

Oxydant

Une démonstration de l'oxydation d'un morceau de charbon de bois dans du nitrate de potassium fondu

L'utilisation la plus connue du nitrate de potassium est probablement celle d'oxydant dans la poudre noire . Depuis les temps les plus anciens jusqu'à la fin des années 1880, la poudre noire a fourni la puissance explosive de toutes les armes à feu du monde. Après cette époque, les armes légères et la grosse artillerie ont commencé à dépendre de plus en plus de la cordite , une poudre sans fumée . La poudre noire reste utilisée aujourd'hui dans les moteurs-fusées à poudre noire , mais aussi en combinaison avec d'autres carburants comme les sucres dans les « bonbons à la fusée ». Il est également utilisé dans les feux d'artifice tels que les bombes fumigènes . Il est également ajouté aux cigarettes pour maintenir une combustion uniforme du tabac et est utilisé pour assurer une combustion complète des cartouches en papier pour les revolvers à capuchon et à bille. Il peut également être chauffé à plusieurs centaines de degrés pour être utilisé pour le bleuissement au nitre , qui est moins durable que d'autres formes d'oxydation protectrice, mais permet une coloration spécifique et souvent belle des pièces en acier, telles que des vis, des goupilles et d'autres petites pièces de armes à feu.

Traitement de la viande

Le nitrate de potassium est un ingrédient courant de la viande salée depuis l' Antiquité ou le Moyen Âge . L'adoption généralisée de l'utilisation des nitrates est plus récente et est liée au développement de la transformation de la viande à grande échelle. L'utilisation du nitrate de potassium a été principalement abandonnée en raison de résultats lents et incohérents par rapport aux composés de nitrite de sodium tels que la « poudre de Prague » ou le « sel de durcissement » rose . Même ainsi, le nitrate de potassium est toujours utilisé dans certaines applications alimentaires, telles que le salami, le jambon sec, la charcuterie et (dans certains pays) dans la saumure utilisée pour faire du bœuf salé (parfois avec du nitrite de sodium). Lorsqu'il est utilisé comme additif alimentaire dans l'Union européenne, le composé est appelé E252 ; il est également approuvé pour une utilisation comme additif alimentaire aux États-Unis, en Australie et en Nouvelle-Zélande (où il est répertorié sous son numéro SIN 252).

La préparation des aliments

Dans la cuisine ouest-africaine, le nitrate de potassium (salpêtre) est largement utilisé comme agent épaississant dans les soupes et les ragoûts tels que la soupe de gombo et l' isi ewu . Il est également utilisé pour ramollir les aliments et réduire le temps de cuisson lors de l'ébullition des haricots et de la viande dure. Le salpêtre est également un ingrédient essentiel dans la préparation de bouillies spéciales, comme le kunun kanwa traduit littéralement de la langue haoussa par « bouillie de salpêtre ». Dans les îles Shetland (Royaume-Uni), il est utilisé dans la salaison du mouton pour en faire du reestit mutton , une spécialité locale.

Engrais

Le nitrate de potassium est utilisé dans les engrais comme source d'azote et de potassium, deux des macronutriments pour les plantes. Lorsqu'il est utilisé seul, il a une cote NPK de 13-0-44.

Pharmacologie

  • Utilisé dans certains dentifrices pour dents sensibles . Récemment, l'utilisation du nitrate de potassium dans les dentifrices pour le traitement des dents sensibles a augmenté.
  • Utilisé historiquement pour traiter l'asthme. Utilisé dans certains dentifrices pour soulager les symptômes de l'asthme.
  • Utilisé en Thaïlande comme ingrédient principal dans les comprimés rénaux pour soulager les symptômes de la cystite , de la pyélite et de l' urétrite .
  • Combat l'hypertension artérielle et était autrefois utilisé comme hypotenseur .

Autres utilisations

Étymologie

Le nitrate de potassium, en raison de son utilisation et de sa production précoces et mondiales, a de nombreux noms. Les mots hébreux et égyptiens pour cela avaient les consonnes ntr, indiquant une cognition probable dans le grec nitron , qui était latinisé en nitrum ou nitrium . De là, l'ancien français avait le nitre et le moyen anglais nitre . Au XVe siècle, les Européens l'appelaient salpêtre , en particulier salpêtre indien (le nitrate de sodium est le salpêtre du Chili) et plus tard comme le nitrate de potasse, car la chimie du composé était mieux comprise.

Les Arabes appelaient " la neige chinoise" ( arabe : ثلج الصين thalj al-Sîn ). Il a été appelé « sel chinois » par les Iraniens / Perses ou « sel des marais salés chinois » ( persan : نمک شوره چينی namak choura Chini ).

Dans le folklore et la culture populaire

On pensait autrefois que le nitrate de potassium induisait l' impuissance , et on dit encore qu'il se trouve dans les aliments institutionnels (comme les plats militaires) en tant qu'anaphrodisiaque ; cependant, il n'y a aucune preuve scientifique pour de telles propriétés.

Dans Bank Shot , El ( Joanna Cassidy ) propose Walter Ballantine ( George C. Scott ), qui lui dit qu'il a été nourri au salpêtre en prison. « Tu sais pourquoi ils te nourrissent de salpêtre en prison ? Ballantine lui demande. Elle secoue la tête non. Ils embrassent. Il jette un coup d'œil à son entrejambe, faisant un geste qui révèle que son corps n'a pas répondu à ses avances, et dit: "C'est pourquoi ils vous nourrissent de salpêtre en prison."

Dans Vol au-dessus d'un nid de coucou , les infirmières demandent à Randall de prendre ses médicaments, mais ne sachant pas ce qu'ils sont, il mentionne qu'il ne veut pas que quiconque me « glisse du salpêtre ». Il procède ensuite à l'imitation des mouvements de la masturbation en référence à ses effets supposés en tant qu'anaphrodisiaque .

En 1776 , John Adams demande à sa femme Abigail de fabriquer du salpêtre pour l'armée continentale. Elle est finalement en mesure de le faire en échange d'épingles à coudre.

Dans l' épisode " Arena " de Star Trek , le capitaine Kirk blesse un gorn à l' aide d'un canon rudimentaire qu'il construit en utilisant du nitrate de potassium comme ingrédient clé de la poudre à canon .

Dans 21 Jump Street , Jenko, joué par Channing Tatum , fait une présentation en rimes sur le nitrate de potassium pour son cours de chimie.

Dans Manger Raoul , Paul engage une dominatrice pour se faire passer pour une infirmière et tromper Raoul pour qu'il consomme du salpêtre dans un stratagème pour réduire son appétit sexuel pour sa femme.

Dans l' épisode des Simpsons " El Viaje Misterioso de Nuestro Jomer (Le voyage mystérieux d'Homère) ", on voit M. Burns verser du salpêtre dans son entrée de chili, intitulée Old Elihu's Yale-Style Saltpeter Chili.

Voir également

Les références

Bibliographie

Liens externes